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El corazón tiene su propio ritmo circadiano

El corazón tiene su propio ritmo circadiano

Un nuevo estudio ha demostrado cómo los ritmos circadianos en las células cardíacas ayudan a cambiar la función cardíaca a lo largo del día y pueden explicar por qué los trabajadores por turnos son más vulnerables a los problemas cardíacos.

Índice

¿Qué son los ritmos circadianos?

Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad que hay en el ecosistema en el que habita un ser vivo.

Los ritmos circadianos proporcionan un mecanismo adaptativo para que los organismos coordinen procesos celulares, funciones fisiológicas y comportamientos con el ciclo predecible de 24 horas de luz y oscuridad en la Tierra.

A nivel celular, el reloj circadiano incluye un grupo central de genes que regulan su propia transcripción y traducción durante 24 horas a través de una serie de bucles de retroalimentación negativa que interactúan.

Por lo tanto, no debería extrañarnos tanto que las células del corazón tengan su propio ritmo circadiano.

¿Cómo es el ritmo circadiano de las células del corazón?

Un nuevo estudio ha permitido comprobar que las células del corazón regulan sus ritmos circadianos a través de cambios diarios en los niveles de iones de sodio y potasio dentro de la célula. Los niveles de sodio y potasio de las células del corazón varían, no son siempre iguales, lo que permite el impulso eléctrico que provoca la contracción del músculo cardiaco que da pie a los latidos.

Hasta ahora se pensaba que las concentraciones de iones celulares no variaban mucho, pero este nuevo estudio ha descubierto que los iones internos de sodio y potasio cambian del día a la noche para que el corazón se adapte a los cambios en nuestro ritmo, ya que no es lo mismo estar trabajando que dormidos. De esta manera, aumenta la frecuencia cardiaca cuando estamos activos y disminuye al descansar.

Ya sabíamos que hay relojes periféricos en las células de todos los tejidos del organismo, normalmente sincronizados por hormonas que alinean nuestros ritmos diarios internos con el ciclo día/noche. También se conocían los ritmos diarios de la función cardiaca, pero esta investigación ha permitido comprobar que dentro de cada célula del corazón también hay cambios relacionados con estos ritmos circadianos.

¿Cómo afecta este descubrimiento a la prevención de enfermedades cardiacas?

Estos cambios en los niveles de iones que alteran la función cardíaca durante el día pueden servir de explicación a los problemas cardiacos más habituales que sufren los trabajadores a turnos, especialmente los que trabajan de noche, ya que sus relojes del corazón se "desincronizan" al no respetar los ciclos diarios de luz/oscuridad, lo que aumenta su riesgo de afecciones cardiacas, algo que hay que tener en cuenta para prevenir las enfermedades que pueden desarrollar estas personas con más riesgo.

El estudio encontró que estos cambios diarios en los niveles de sodio y potasio suceden para permitir cambios en las proteínas celulares que permitan hacer más espacio para los cambios necesarios en los niveles de proteínas. De hecho, los niveles de sodio/potasio cambiaban hasta en un 30% en células aisladas y tejido cardíaco, lo que supone una sorprendente variación diaria doble a la actividad eléctrica de las células cardíacas aisladas y una mayor complejidad de la que se pensaba hasta ahora.

Los gradientes iónicos que contribuyen a la frecuencia cardiaca varían durante el ciclo diario, lo que ayuda al corazón a bombear más durante el día, cuando estamos más activos, y reposar por la noche. 

Este descubrimiento permitirá tratamientos más efectivos para algunas enfermedades cardiovasculares, por ejemplo, administrando los medicamentos en un momento determinado del día para que sean más efectivos. 

Si bien este estudio se realizó utilizando células y ratones en el laboratorio, sus hallazgos están respaldados por un estudio parecido realizado en humanos en el que se demostraba que sí existen los ritmos circadianos en la frecuencia cadiaca y la actividad de los impulsos eléctricos y que los cambios en nuestros horarios, rutinas o los patrones de sueño pueden alterar estos ritmos cardíacos normales y desincronizarlos.

Tomados en conjunto, estos estudios sugieren que los estilos de vida que se oponen a nuestro reloj interno natural (como el trabajo por turnos), pueden hacer que los ritmos circadianos internos dentro de las células cardíacas se desacoplen de nuestros comportamientos, de modo que los relojes cardíacos ya no anticipen las fluctuaciones en la demanda de que, para la mayoría de las personas, será mayor durante el día. Proponen que esto contribuye al aumento del riesgo de eventos adversos, como arritmias y muerte cardíaca súbita, cuando se interrumpen los ritmos circadianos.

Muchos problemas del corazón que ponen en peligro la vida ocurren en momentos específicos del día y con más frecuencia en los trabajadores por turnos, probablemente porque es cuando los relojes circadianos del corazón se desincronizan de los del cerebro y nuestro sistema cardiovascular puede ser menos capaz de lidiar con el estrés diario de la vida laboral. Esto probablemente hace que el corazón sea más vulnerable a la disfunción.

Por eso, esta investigación respalda otras anteriores que afirman que trabajar de noche o los trabajos por turnos aumentan el riesgo de enfermedades cardiovasculares y acortan la esperanza de vida. Si no tienes más remedio que trabajar por turnos, procura cuidarte de manera especial mediante una dieta sana, ejercicio físico regular, nada de tabaco y alcohol y acudiendo regularmente a revisiones médicas para evitar un problema mayor.

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Ideas clave

  • Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad que hay en el ecosistema en el que habita un ser vivo. Los ritmos circadianos proporcionan un mecanismo adaptativo para que los organismos coordinen procesos celulares, funciones fisiológicas y comportamientos con el ciclo predecible de 24 horas de luz y oscuridad en la Tierra.
  • Un nuevo estudio ha permitido comprobar que las células del corazón regulan sus ritmos circadianos a través de cambios diarios en los niveles de iones de sodio y potasio dentro de la célula. Los diferentes niveles de iones de sodio y potasio dentro y fuera de las células del corazón permiten el impulso eléctrico que provoca su contracción e impulsa los latidos del corazón.
  • Hasta ahora se pensaba que las concentraciones de iones celulares eran bastante constantes, pero los científicos han descubierto que las células del corazón alteran sus niveles internos de sodio y potasio durante el día y la noche. Esto anticipa las demandas diarias de nuestras vidas, lo que permite que el corazón se adapte mejor y mantenga el aumento de la frecuencia cardíaca cuando estamos activos y descanse cuando estamos durmiendo.
  • Estos cambios en los niveles de iones que alteran la función cardíaca durante el día pueden ayudar a explicar por qué los trabajadores por turnos son más vulnerables a los problemas cardíacos: porque los ritmos iónicos impulsados por los relojes del corazón se "desincronizan" con la estimulación de los relojes del cerebro.
  • Tomados en conjunto, estos estudios sugieren que los estilos de vida que se oponen a nuestro reloj interno natural (como el trabajo por turnos), pueden hacer que los ritmos circadianos internos dentro de las células cardíacas se desacoplen de nuestros comportamientos, de modo que los relojes cardíacos ya no anticipen las fluctuaciones en la demanda de que, para la mayoría de las personas, será mayor durante el día. Proponen que esto contribuye al aumento del riesgo de eventos adversos, como arritmias y muerte cardíaca súbita, cuando se interrumpen los ritmos circadianos.
  • Si no tienes más remedio que trabajar por turnos, procura cuidarte de manera especial mediante una dieta sana, ejercicio físico regular, nada de tabaco y alcohol y acudiendo regularmente a revisiones médicas para evitar un problema mayor.

Enfermedades relacionadas

Fuente: A. Stangherlin et al. Compensatory ion transport buffers daily protein rhythms to regulate osmotic balance and cellular physiology, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-25942-4

Redacción: Irene García

Supervisión editorial: Tomás Duraj

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